高層建筑電氣工程供配電系統(tǒng)設(shè)計研究與分析

張成

摘 ?要：自改革開放以來，我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展十分迅速，而作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要標(biāo)志之一，建筑的使用性能得到有效完善。與此同時，我國城市化的發(fā) 展，給建筑業(yè)帶來了全新的發(fā)展機(jī)遇，促使建筑業(yè)迅速崛起，隨著城市人口數(shù)量的逐漸遞增，城市空間越來越小，此時高層建筑拔地而起，而高層建筑 對電氣設(shè)計的要求非常高，主要是為了保障電力系統(tǒng)運行的安全性、穩(wěn)定性，而在高層電氣設(shè)計中，供配電系統(tǒng)的作用不容小覷。因此，有必要對供配 電系統(tǒng)的可靠性設(shè)計進(jìn)行探究。

關(guān)鍵詞：高層建筑;電氣工程;供配電系統(tǒng);設(shè)計

引言

高層建筑的電氣工程配電系統(tǒng)主要包括：暖通空調(diào)系統(tǒng)，消防系統(tǒng)， ?電梯系統(tǒng)，智能泊車系統(tǒng)，這些系統(tǒng)共同保障了現(xiàn)代高層建筑的良好使用 性能，同時也為高層建筑安全使用提供了保障。而供電系統(tǒng)又是所有電氣 工程設(shè)備能源良好運行的基礎(chǔ)。因此，供電系統(tǒng)的可靠性十分關(guān)鍵?；?高層建筑本身復(fù)雜的構(gòu)造，因此，電氣工程配電設(shè)計有著較高的要求。

1 高層建筑的供配電系統(tǒng)設(shè)計原則

1.1 ?安全性原則

對于各類型工程而言，安全性原則都是不可或缺的，在故障危險性極 高的電氣工程之中更是如此。作業(yè)時，設(shè)計人員需要從根本上保障供配電 系統(tǒng)的運行安全和穩(wěn)定，為提升高層建筑供電效果和供電安全奠定良好基 礎(chǔ)。此時，應(yīng)將供配電系統(tǒng)設(shè)置于高層建筑的中間點，從而實現(xiàn)對電壓和 電流有效控制，為提高系統(tǒng)整體規(guī)劃科學(xué)性提供輔助[1]。

1.2 ?節(jié)能性原則

科學(xué)、合理選擇變壓器。首先，所選擇的變壓器應(yīng)具有一定的節(jié)能類 型， ?如高工作效率和強(qiáng)抗沖擊性等;其次， ?要對現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行充分掌握和了 解，之后有效利用現(xiàn)有設(shè)備，以協(xié)助變壓器的運行效率和性能利用率的提 升，從而有效提高變壓器的管理效率。除此之外，實現(xiàn)變壓器功能損耗最 小化。應(yīng)注意利用減少電線長度，以及由小損耗電線為起點的方法來進(jìn)行 設(shè)計建筑電氣，以避免發(fā)生線路重疊交叉現(xiàn)象。

1.3 ?合理性原則

實現(xiàn)節(jié)電的必要前提是合理的供配電系統(tǒng)，而供電方案的合理性取 決于企業(yè)的用電量預(yù)測。當(dāng)然，對企業(yè)的建設(shè)而言，配電系統(tǒng)的合理性也 是非常關(guān)鍵的。所以，在建筑布局設(shè)計過程中，企業(yè)必須將配電級數(shù)盡可 能地減少，進(jìn)而設(shè)計出合理的配送方案。配電級數(shù)越多，上下級協(xié)調(diào)的復(fù) 雜度就越高，而且還會大幅度增加元件數(shù)量，提高故障概率，增大配線電 纜。但是，供電質(zhì)量與電纜長度直接影響配電方式，它們之間的關(guān)系密不 可分，配電線路缺乏合理性的主要原因是未合理設(shè)計配電室的位置。因 此，在內(nèi)部配電系統(tǒng)的設(shè)計中，必須注重配電室位置的有效優(yōu)化，否則節(jié) 能作用可能無法發(fā)揮出來[2]。

2 高層建筑的供配電系統(tǒng)設(shè)計

2.1 ?供配電系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計

在供配電系統(tǒng)中，變壓器作為主要的耗能設(shè)備，在進(jìn)行選擇的時候 要根據(jù)用電量和投資數(shù)目綜合考慮。企業(yè)大多都是以經(jīng)濟(jì)效益作為最終目 的，因此，企業(yè)要通過變壓器的回報年限選擇最合理的變壓器。一般來 說，變壓器的選擇與建筑的實際用電需求和最佳負(fù)荷進(jìn)行選擇，但是通常 情況下，變壓器的負(fù)荷要稍大于實際負(fù)荷，一般變壓器的負(fù)載率不超過 85%，這樣才能保證安全。

2.2 ?防火報警系統(tǒng)設(shè)計

火災(zāi)防控是高層建筑電氣工程設(shè)計環(huán)節(jié)的重點，在作業(yè)時設(shè)計人員 需要通過合理規(guī)劃設(shè)置火警自動報警系統(tǒng)，為保證供配電系統(tǒng)的安全運行 和高層建筑的使用提供根本保障。在實踐工作中，火警自動報警系統(tǒng)需要 具備防控異常問題、整合災(zāi)情數(shù)據(jù)和推進(jìn)消防設(shè)備自啟等功能。所以，在 設(shè)計環(huán)節(jié)必須高層建筑的整體架構(gòu)以及供配電線路和相關(guān)工作室的設(shè)計方 位，制定清晰的防火報警設(shè)計規(guī)劃，保證報警系統(tǒng)的有效性。在這一環(huán) 節(jié)，設(shè)計人員需要確保系統(tǒng)可以在接收到異常信號以后，迅速完成自動判 斷和預(yù)警，保障消防系統(tǒng)的啟動及時性。比如，安裝感煙探測器和感溫探 測器，實現(xiàn)對所有安全出口、消防通道以及配電室、發(fā)電室等特殊房間的 有效監(jiān)控;安裝險情控制裝置，并實現(xiàn)其與火警自動報警系統(tǒng)的聯(lián)動，以

便于系統(tǒng)可以第一時間獲取信息，制定正確指令，進(jìn)而實現(xiàn)對供配電系統(tǒng) 運行安全的有效維護(hù)[1]。

2.3 ?高壓配電系統(tǒng)設(shè)置

由于高層建筑上對電氣工程有著極高的需求。故要求我們?nèi)嬖鰪?qiáng) 設(shè)計方面的工作，以保障建筑的良好運行。由于高層建筑涉及到眾多的居 住群體，使用的電力設(shè)備數(shù)量和類型都較多，因此，為滿足需求通常高層 建筑會采用兩路獨立電源，以保障用電安全，滿足用電需求。高壓配電系 統(tǒng)是高層建筑的重要環(huán)節(jié)，對于穩(wěn)定供電發(fā)揮著重要作用。因此，通常而 言，要求高壓配電系統(tǒng)采取單母線分段式設(shè)計，保障線路的良好運行。由 于母線采用的是分段數(shù)目方式，因此，其能和電源線回路之間良好匹配[2]。

2.4 ?照明系統(tǒng)設(shè)計

高層建筑電氣設(shè)計中的應(yīng)急照明系統(tǒng)，必要充分靠考慮避難層照明 的需求，因此在設(shè)計中，應(yīng)該選擇平均照度值大于等于3lx的燈具;而對于 避難層走廊等特殊位置，所選擇的照明系統(tǒng)燈具水平照度值應(yīng)該大于等于 5lx。對于具有特殊要求的應(yīng)急照明層，其避難區(qū)、疏散走道的平均照度值 應(yīng)該大于等于10lx。而如果高層建筑裙樓為大型商場，則需要采用一級負(fù) 荷供電系統(tǒng)，保證照明供給水平[2]。

2.5 ?配電箱與導(dǎo)線設(shè)計

配電箱是高層建筑電氣工程之中的重要設(shè)備，其位置和內(nèi)置環(huán)境設(shè) 計也應(yīng)該成為供配電系統(tǒng)設(shè)計的重點。在實踐中，設(shè)計人員應(yīng)該依照國家 和行業(yè)內(nèi)的相關(guān)標(biāo)注，開展供配電系統(tǒng)配電箱的設(shè)計。此時，配電箱之中 應(yīng)該包含開關(guān)保護(hù)裝置、測量儀器儀表以及各類型的輔助設(shè)施，可以借助 全封閉或半封閉的柜體完成對電氣元件的有效集合。當(dāng)然，現(xiàn)階段也有許 多配電箱是通過保護(hù)屏的形式集合電氣元件的。在設(shè)計時，相關(guān)工作人員 需要重點關(guān)注警報信號發(fā)送功能。比如，設(shè)計手動或自動分?jǐn)嗫刂齐娐贩?案，確保供配電線路故障可被及時隔離，且異常信號能被迅速傳遞。同 時，設(shè)計人員應(yīng)該合理設(shè)計建筑內(nèi)的供電回路。比如，保障照明系統(tǒng)與插 座供電回路分離，為照明配電箱提供單獨的供電回路;而在空調(diào)供電回路 方面則可區(qū)分客廳和其他空間回路。在導(dǎo)線選用和設(shè)計環(huán)節(jié)，相關(guān)工作人 員需要做好合理地規(guī)劃和分配。高層建筑的供電線路復(fù)雜性極高，而且導(dǎo) 線作為電荷運動的載體承擔(dān)著輸送電能的重任。所以，為保證實用性，在 選擇導(dǎo)線時應(yīng)從供配電系統(tǒng)的整體安全性和可靠性方向進(jìn)行考量。比如， ?基于電氣標(biāo)準(zhǔn)、高層建筑物的實際用電需要、供配電系統(tǒng)設(shè)計方案以及成 本預(yù)算等影響因素，選擇技術(shù)經(jīng)濟(jì)性最強(qiáng)的導(dǎo)線[3]。

3 結(jié)束語

高層建筑電氣設(shè)備繁多，施工環(huán)境十分復(fù)雜。若不能科學(xué)地設(shè)置供配 電系統(tǒng)，將導(dǎo)致加大電能負(fù)荷，引發(fā)高層建筑工程供配電系統(tǒng)運轉(zhuǎn)受限， ?帶來經(jīng)濟(jì)損失，嚴(yán)重時甚至?xí)l(fā)生安全事故。高層建筑電氣工程的供配電 系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)該遵循安全性、節(jié)能性和經(jīng)濟(jì)性原則，要始終保持供配電方式 合理、線路安全。而在實際作業(yè)環(huán)節(jié)，為了能提高高層建筑供配電系統(tǒng)的 設(shè)計有效性，設(shè)計人員應(yīng)該做好防火報警系統(tǒng)、高壓配電系統(tǒng)、配電箱與 導(dǎo)線設(shè)計工作，還應(yīng)該合理選用低壓斷路器。

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